[发明专利]一种具有同步硫自养反硝化和厌氧氨氧化功能污泥的培养方法

说明书

本发明公开了一种具有同步硫自养反硝化和厌氧氨氧化功能污泥的培养方法，它包括接种污泥预处理和两个阶段：第一阶段，将预处理后的污泥接种到培养装置中，给培养装置充入初始人工合成营养液，将培养装置置于恒温水浴振荡器中，设置反应周期；第二阶段，增加人工合成营养液中NO₃^‑离子、Na₂S₂O₃·5H₂O和CH₃COONa·3H₂O的浓度，维持第一阶段结束时的NO₂^‑离子浓度，其余营养物浓度不变，在培养装置连续反应。本发明的技术效果是：实现用污水处理厂的活性污泥作为接种污泥，在单一混合体系中同时富集厌氧氨氧化菌和硫氧化菌，并在较短时间内构建共生体系。

技术领域

本发明属于废水处理领域，更具体地，涉及一种具有同步硫自养反硝化和厌氧氨氧化功能污泥的培养方法。

背景技术

随着我国石油、医药、化工、造纸等行业地不断发展，伴随其生产过程所产生的含硫含氮废水量也不断增加。该含硫废水若直接排入城市市政污水处理厂，则会带来一系列的反应问题。一方面，硫化物具有腐蚀性，含硫废水的转输途中会造成管道设备的腐蚀；另一方面，硫化物具有生物毒性，较低浓度的硫化物存在就会明显抑制水处理微生物的代谢活性。同时，含硫废水易逸散出难闻的H₂S气体，对水环境与人体的呼吸健康产生较大的危害。因此，对实现同步脱氮脱硫效果的高效处理技术的需求也不断扩大。

传统上，含硫废水的处理包括物化法和生物法。相比之下，由于生物法稳定性好，反应成本较低，无二次污染的风险而得到更为广泛的应用。目前，大多数的含硫废水的生物处理都基于硫氧化细菌在厌氧条件下能够以还原性硫化物为电子供体，以硝酸盐为电子受体，将硫化物氧化为单质硫或硫酸盐并将硝酸盐还原为氮气。在这个生化过程中，具有反硝化功能的硫氧化菌大多为自养菌，所以该过程无需外加碳源，且剩余污泥产量低，是一种绿色节能的含硫含氮废水处理技术。然而，含硫含氮废水中的氮源形式复杂多样，既有硝酸盐中的氮，还包含较高浓度的氨氮。为了实现在缺氧环境下硫化物、硝酸盐、氨氮的同时去除，近年来发展了一种硫自养反硝化与厌氧氨氧化耦合工艺。硫自养反硝化过程中，NO₃^—还原为NO₂^—反应速率要比NO₂^—还原为N₂快得多，因此累积的NO₂^—能够与氨氮通过厌氧氨氧化过程反应生产氮气。特别是在厌氧氨氧化菌与硫氧化菌之间存在共生关系后，厌氧氨氧化菌对硫化物的耐受性大大提升，为提高含硫废水脱氮效率提供了重要的突破口。

硫氧化菌与异养反硝化菌相比污泥产率较低，仅有0.59-0.65gVSS/g N，在共生体系中并不会对厌氧氨氧化菌产生强烈的竞争。然而，厌氧氨氧化菌的生长速率十分缓慢，所以厌氧氨氧化菌的富集及共生体系的快速构建是制约硫自养反硝化与厌氧氨氧化耦合工艺推广应用的重要因素。

文献CN 104843863B公开了一种厌氧氨氧化—硫自养反硝化耦合脱氮除硫的废水处理工艺。该工艺中厌氧氨氧化菌—脱氮硫杆菌的共生体系的构建是通过把成熟的脱氮硫杆菌的颗粒污泥和厌氧氨氧化颗粒污泥混合后再进行培养。文献CN 110117558A公开了一种培养同步脱氮除硫混合菌群的方法，以厌氧氨氧化污泥为单一接种物，通过逐级驯化的方法(126天)培养出了同步脱氮除硫的混合菌群。但是，厌氧氨氧化工艺在国内污水处理厂中尚未大规模应用，多数仍处于实验室阶段，故厌氧氨氧化污泥的快速、稳定获得是该工艺启动首要解决的难题。相比之下，活性污泥来源广，活性高。因此，如何以活性污泥作为接种污泥来培养厌氧氨氧化菌与硫氧化菌共生体系是本发明要解决的技术问题。

发明内容